專利名稱：一種提高傳感器可接入性的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機(jī)信息處理以及數(shù)據(jù)讀取技術(shù)，更具體地，涉及一種提高傳感器的數(shù)據(jù)讀取和可接入性的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中涉及大量的傳感器，不同的傳感器所采用的傳輸技術(shù)(有線，無線)和傳輸協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)均可能不同。為了能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行接入，需要適配傳感器的傳輸技術(shù)和協(xié)議。
首先，很多健康傳感器采用藍(lán)牙技術(shù)進(jìn)行通信，比如藍(lán)牙血壓計，為了便于用戶使用和在健康應(yīng)用平板上開發(fā)，用戶可以通過觸摸的方式進(jìn)行操作，而不需要具備專業(yè)的計算機(jī)知識。目前，安卓(Android)是平板電腦常用的操作系統(tǒng)，在Android平臺上開發(fā)應(yīng)用時，需要在Android平板上對藍(lán)牙血壓計進(jìn)行接入和適配。在此過程中，會遇到一系列的問題和挑戰(zhàn)。此外，操作平臺會存在硬件限制的問題，很多平板電腦上沒有藍(lán)牙模塊，這些平板無法用于應(yīng)用開發(fā)，大大降低了可供選擇的平板數(shù)量。而且，設(shè)備驅(qū)動程序與平臺操作系統(tǒng)也存在限制，驅(qū)動程序是平板電腦操作系統(tǒng)中的重要軟件，有了驅(qū)動程序，才能將硬件設(shè)備呈現(xiàn)在操作系統(tǒng)中，供上層使用。Android是較新的操作系統(tǒng)，相應(yīng)的驅(qū)動程序成熟度和普及性低，并且更新率較高，且軟件不完善，很多平板廠商在對Android操作系統(tǒng)進(jìn)行定制的過程中，有意或者無意地影響或/且二次開發(fā)了驅(qū)動程序，使得硬件不能完全正常工作，給設(shè)備的接入也帶來了很大的困難。同時，Library/API及Profile等會限制設(shè)備的接入，因為即使有了正確的驅(qū)動，但驅(qū)動程序提供的是較底層的訪問接口，為了能夠進(jìn)行高層語義的操作，比如通過藍(lán)牙讀取血壓計的測量數(shù)據(jù)，實際上每次讀操作之前，都要經(jīng)歷一系列的通信和協(xié)商步驟。這個過程不但復(fù)雜，而且容易出錯；任何一步發(fā)生錯誤，通信就會失敗，上層應(yīng)用就無法讀到數(shù)據(jù)。這些底層的步驟一般可以通過Library的方式進(jìn)行提供，所謂Library是指進(jìn)行封裝了的程序，上層應(yīng)用可以直接進(jìn)行高層語義的調(diào)用，而不必關(guān)心底層交互細(xì)節(jié)。在Android操作系統(tǒng)上，經(jīng)常沒有可用的Library，開發(fā)人員只能花費大量時間去編寫、調(diào)試這些底層代碼。很多設(shè)備對應(yīng)的應(yīng)用還有進(jìn)一步的定義，涉及應(yīng)用層數(shù)據(jù)的編碼、格式等，一般稱為Profile。比如,藍(lán)牙血壓計傳出的數(shù)據(jù)可能是符合康體佳(Continua)規(guī)范的,有特殊的格式和編碼需求。相應(yīng)的，新操作系統(tǒng)又常常會發(fā)生頻繁地升級，驅(qū)動、Library在新版本的操作系統(tǒng)上的可獲得性及可用性(包括功能和性能)都需要花費研發(fā)人員的大量精力。比如某些在Android 2. 2操作系統(tǒng)下能夠接入的設(shè)備,再Android升級到2. 3之后，就接入失敗了。另外還存在應(yīng)用開發(fā)復(fù)雜性的問題，這種復(fù)雜性來自開發(fā)人員所面臨的復(fù)雜任務(wù)。開發(fā)人員不但要熟悉應(yīng)用的高層邏輯，比如血壓監(jiān)測應(yīng)用，還需要把握底層的細(xì)節(jié)和實現(xiàn)，開發(fā)復(fù)雜度、周期和成本都顯著增加。
這些問題對于其他計算機(jī)系統(tǒng)和傳感器同樣存在，以IPAD為例，其操作系統(tǒng)不是開放系統(tǒng)，目前對于藍(lán)牙的訪問不向第三方開放，因此其他人無法在IPAD上開發(fā)基于藍(lán)牙血壓計這樣的應(yīng)用。也有很多傳感器采用Zigbee作為傳輸技術(shù)，而Zigbee本身不支持IP地址，其設(shè)備尋址、設(shè)備發(fā)現(xiàn)和設(shè)備管理均需要進(jìn)行映射之后，才能為基于IP的應(yīng)用所訪問，且?guī)缀鯖]有平板電腦、臺式機(jī)、筆記本帶有內(nèi)置的Zigbee模塊，且不說相應(yīng)的操作系統(tǒng)上是否有驅(qū)動和Library的支持。另外一個現(xiàn)狀是，很多平板電腦USB接口不能作為Host，而有很多傳感器的接口是在USB接口上虛擬的串口(RS232)，根本無法在Android系統(tǒng)上進(jìn)行接入。所以，傳感器的接入及應(yīng)用開發(fā)的復(fù)雜性是一個普遍存在的問題，且目前缺乏有效的解決方法。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明設(shè)計了一種提高傳感器可接入性、降低應(yīng)用 開發(fā)復(fù)雜性的系統(tǒng)和方法。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出了一種提高傳感器可接入性的系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有多個通信模塊，每個模塊有相應(yīng)的驅(qū)動模塊，該系統(tǒng)的應(yīng)用層包括輸入輸出模塊，其為所述系統(tǒng)提供輸入輸出；設(shè)備管理模塊，其提供系統(tǒng)級的管理接口，使得所述系統(tǒng)可以被管理節(jié)點通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理；數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換模塊，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換；以及適配管理模塊，對于所述系統(tǒng)中所有的通信模塊及其相應(yīng)的適配進(jìn)行統(tǒng)一的管理。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種提高傳感器可接入性的方法，該方法采用提高傳感器可接入性的系統(tǒng)，從而使得傳感器利用所述系統(tǒng)與處理器設(shè)備進(jìn)行通信，具體步驟包括第一步將傳感器通過該傳感器對應(yīng)的通信接口接入所述系統(tǒng)；第二步應(yīng)用層中的適配管理模塊將通過對應(yīng)的通信模塊讀取傳感器數(shù)據(jù)所需的命令及其格式，并加載到系統(tǒng)中；第三步通過數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換模塊將讀出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為與處理器設(shè)備無關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)；第四步通過對應(yīng)于處理器設(shè)備所具有的通信模塊，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)發(fā)送至處理器設(shè)備；當(dāng)處理器設(shè)備向傳感器發(fā)送命令和數(shù)據(jù)時，通過數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為與傳感器設(shè)備相關(guān)的命令和數(shù)據(jù)，再通過相應(yīng)的通信模塊發(fā)送給傳感器。通過采用本發(fā)明的系統(tǒng)，能夠更加方便用戶對家用傳感器的數(shù)據(jù)的讀取，同時也保證了數(shù)據(jù)的存儲和轉(zhuǎn)換。


圖I是本發(fā)明的提高傳感器可接入性的系統(tǒng)的第一實施例；圖2是本發(fā)明的進(jìn)一步提高傳感器可接入性的系統(tǒng)的第二實施例；圖3是基于本發(fā)明的第二實施例的系統(tǒng)傳感器與平板電腦的通信圖；圖4是本發(fā)明的提高傳感器可接入性的系統(tǒng)的第二實施例的變體；圖5是基于本發(fā)明的第二實施例的變體的系統(tǒng)傳感器與平板電腦的通信圖；圖6是本發(fā)明的提高傳感器可接入性的系統(tǒng)的第四實施例。如圖所示，為了能明確實現(xiàn)本發(fā)明的實施例的結(jié)構(gòu)，在圖中標(biāo)注了特定的結(jié)構(gòu)和器件，但這僅為示意需要，并非意圖將本發(fā)明限定在該特定結(jié)構(gòu)、器件和環(huán)境中，根據(jù)具體需要，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以將這些器件和環(huán)境進(jìn)行調(diào)整或者修改，所進(jìn)行的調(diào)整或者修改仍然包括在后附的權(quán)利要求的范圍中。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的一種提高傳感器可接入性、降低應(yīng)用開發(fā)復(fù)雜性的系統(tǒng)和方法進(jìn)行詳細(xì)描述。同時在這里做以說明的是，為了使實施例更加詳盡，下面的實施例為最佳、優(yōu)選實施例，對于一些公知技術(shù)本領(lǐng)域技術(shù)人員也可采用其他替代方式而進(jìn)行實施；而且附圖部分僅是為了更具體的描述實施例，而并不旨在對本發(fā)明進(jìn)行具體的限定。本發(fā)明涵蓋任何在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。為 了使公眾對本發(fā)明有徹底的了解，在以下本發(fā)明優(yōu)選實施例中詳細(xì)說明了具體的細(xì)節(jié)，而對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)的描述也可以完全理解本發(fā)明。另外，為了避免對本發(fā)明的實質(zhì)造成不必要的混淆，并沒有詳細(xì)說明眾所周知的方法、過程、流程、元件和電路
坐寸ο在本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例中，如圖I所示，該提高傳感器可接入性的系統(tǒng)中具有多個通信模塊，每個通信模塊有相應(yīng)的驅(qū)動模塊和適配功能，使之都可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和控制管理，數(shù)據(jù)傳輸所采用的協(xié)議可以包含本領(lǐng)域已知的任何協(xié)議，其中優(yōu)選采用TCP/IP的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，并優(yōu)選采用TCP/IP協(xié)議作為各個模塊之上統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層的協(xié)議棧；其可以是目前已普遍應(yīng)用的IPv4，也可以是正在部署的IPv6。通過適配，使得下層模塊的通信統(tǒng)一到基于TCP/IP的標(biāo)識、尋址和管理上。在傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層上是獨立于具體通信模塊的應(yīng)用層，其中應(yīng)用層主要包括提供系統(tǒng)的輸入輸出模塊、設(shè)備管理模塊、數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換模塊以及適配管理模塊。該應(yīng)用層中的模塊采用如上所述的本領(lǐng)域已知協(xié)議與下層通信模塊及每個模塊有相應(yīng)的驅(qū)動模塊和適配功能進(jìn)行通信。該系統(tǒng)的通信模塊是與具體通信技術(shù)相關(guān)的硬件模塊，比如藍(lán)牙模塊，USB模塊，WiFi模塊，Zigbee模塊。其中硬件通信模塊及相應(yīng)的驅(qū)動模塊，可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇、加載和組合。驅(qū)動模塊是與通信模塊硬件相關(guān)的軟件，使得上層可以通過驅(qū)動提供的軟件接口訪問、控制底層的硬件，同時針對不同的通信技術(shù)，其標(biāo)識和尋址(Naming andAddressing)都有相應(yīng)的定義及方式,其管理方式也各有不同。以Zigbee為例，Zigbee的節(jié)點是由ID進(jìn)行標(biāo)識的，本身沒有IP地址；Zigbee的節(jié)點會按照Zigbee協(xié)議的定義，進(jìn)行發(fā)現(xiàn)、加入網(wǎng)絡(luò)、退出網(wǎng)絡(luò)等管理操作。因此，由驅(qū)動模塊之上可優(yōu)選于包括名址映射適配模塊和設(shè)備管理適配模塊(未圖示)，從而對這些協(xié)議相關(guān)的機(jī)制和操作進(jìn)行適配。該系統(tǒng)應(yīng)用層中的輸入輸出模塊為本系統(tǒng)提供一些基本的輸入輸出能力。例如，現(xiàn)有藍(lán)牙技術(shù)有一個配對的過程，會提示用戶進(jìn)行配對，并由用戶輸入特定字符或/且進(jìn)行配對確認(rèn)。輸出的方式可以優(yōu)選采用顯示屏，指示燈，聲音，以及其他方式及其組合，輸入方式可以優(yōu)選采用按鍵、鍵盤、語音、視頻(攝像頭)以及其他方式及其組合。應(yīng)用層中的設(shè)備管理模塊提供系統(tǒng)級的管理接口，使得本系統(tǒng)可以被管理節(jié)點通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理。應(yīng)用層中的數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換模塊，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，例如將從設(shè)備收到的一種格式的數(shù)據(jù)(比如二進(jìn)制)轉(zhuǎn)換成應(yīng)用所需要的另外一種格式(比如文本形式的XML格式)，反之亦然。最后，應(yīng)用層中的適配管理模塊對于系統(tǒng)中所有的通信模塊及其相應(yīng)的適配進(jìn)行統(tǒng)一的管理。雖然在上述描述中及其附圖中，該應(yīng)用模塊包括上述四個獨立模塊，然而對于本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，其僅在于說明應(yīng)用層所具有的功能，而并非對其具體模塊數(shù)量的限定，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以將四個獨立的模塊任意組合，從而構(gòu)成單一的組合模塊或兩個、三個組合模塊。此外，該系統(tǒng)還優(yōu)選于包括電源適配模塊(未圖示)，其除了為本系統(tǒng)供電，還可以通過供電/充電接口為其他傳感器進(jìn)行供電或者充電，提高這些傳感器的工作時間。本系統(tǒng)即可以利用交流電源供電，也可以利用內(nèi)部大容量電池供電，同時優(yōu)選于采用可充電的電池(未圖示)，還優(yōu)選于具有外接電源插孔(未圖示)，使用符合要求的電源適配器對系統(tǒng)進(jìn)行供電和充電。針對現(xiàn)在很多使用電池供電的傳感器，也提供外接電源插孔，比如血壓計，或者電池是可以充電的，比如心電儀。由于本系統(tǒng)從使用模式上，與這些傳感器距離很近，可以利用自身的電力(來自交流電源或大容量電池)為傳感器供電和充電，提高這些傳感器的工作時間。因此，該系統(tǒng)還優(yōu)選于包括供電/充電接口(未圖示)，該供電/充電接口提供多種形狀的接頭，可自動/手動地調(diào)整輸出電壓及正負(fù)極，以適應(yīng)不同傳感器上的外接電源插孔。作為一種優(yōu)選，在本系統(tǒng)上還可以提供充電電池的槽位(未圖示)。供電/充電接口也可以通過無線方式向具有相應(yīng)特性的傳感器傳輸能量。在該第一實施例中，傳感器利用該系統(tǒng)與諸如平板電腦、IPAD、便攜終端之類的處理器設(shè)備進(jìn)行通信的具體步驟包括首先將傳感器通過該傳感器對應(yīng)的諸如USB、藍(lán)牙、紅外等通信接口接入本系統(tǒng)；應(yīng)用層中的適配管理模塊將通過對應(yīng)的通信模塊讀取傳感器數(shù)據(jù)所需的命令及其格式，并加載到系統(tǒng)中；然后通過數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換模塊將讀出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為與處理器設(shè)備無關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，例如字符串形式，或者XML形式；最后再通過對應(yīng)于處理器設(shè)備所具有的通信模塊，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)發(fā)送至處理器設(shè)備?；谕瑯拥脑?，當(dāng)處理器設(shè)備需要向傳感器發(fā)送命令和數(shù)據(jù)時，通信模塊通過其對應(yīng)的通信接口，將數(shù)據(jù)發(fā)送到系統(tǒng)，再通過數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為與傳感器設(shè)備相關(guān)的命令和數(shù)據(jù)，最后通過與傳感器相應(yīng)的通信模塊發(fā)送給傳感器。 在本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例中，如圖2中所示，一種基于USB接口的傳感器和平板電腦所開發(fā)的一個數(shù)據(jù)管理應(yīng)用技術(shù)。其中該傳感器可以諸如是家用設(shè)備數(shù)據(jù)采集傳感器、血糖儀、血壓計等傳感器，該平板電腦的操作系統(tǒng)無法支持該傳感器的USB接口。在沒有本發(fā)明時，要實現(xiàn)需求所描述的功能非常困難，需要修改平板電腦操作系統(tǒng)的內(nèi)核才可能將設(shè)備接入。工作量大，調(diào)試復(fù)雜，且進(jìn)行這樣的修改后，一般會失去平板電腦廠商的質(zhì)保，因為這樣相當(dāng)于對平板電腦進(jìn)行了 “刷機(jī)”。為了有效地接入該USB接口的傳感器，降低應(yīng)用開發(fā)的復(fù)雜性，根據(jù)本發(fā)明，實現(xiàn)如下一個系統(tǒng)。其中該系統(tǒng)中的功能模塊與圖I中的基本相同，相同之處在本實施例中將不在贅述，其主要的不同是系統(tǒng)底層有兩個通信模塊，分別是USB通信模塊和WiFi通信模塊。其中USB通信模塊在USB Host驅(qū)動程序的配合下，可以與插入的傳感器的USB接口 (作為USB Client)建立USB會話，USB標(biāo)識、通道適配模塊與上層的TCP/IP層交互，將相應(yīng)的傳感器USB設(shè)備綁定為一個可以通過IP地址進(jìn)行訪問的通信對端。另外一個通信模塊是WiFi通信模塊，在相應(yīng)的驅(qū)動程序作用下，工作在AP模式，也就是說其他WiFi Client端可以接入。
應(yīng)用層的設(shè)備管理模塊對外提供對此設(shè)備進(jìn)行配置管理的接口，可以為用戶提供基于Web Page的管理界面，也可以提供基于網(wǎng)絡(luò)通信的配置界面?？梢酝ㄟ^這個模塊進(jìn)行系統(tǒng)級的管理與配置，比如配置傳感器對應(yīng)的IP地址，配置無線訪問的密碼等。適配管理模塊將通過USB讀取傳感器數(shù)據(jù)所需的命令及其格式加載到系統(tǒng)中，可以是一些配置項，也可以是一段可以運行的代碼，與傳感器設(shè)備相關(guān)。讀出的二進(jìn)制數(shù)據(jù)也與傳感器設(shè)備相關(guān)，通過數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)換成為與處理器設(shè)備無關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，比如字符串形式，或者XML形式。而WiFi網(wǎng)卡已經(jīng)成了平板電腦的標(biāo)配，所以平板電腦可以利用WiFi，通過本系統(tǒng)很容易地訪問USB接口的傳感器，實現(xiàn)了這種傳感器的接入，通信協(xié)議可以采用TCP，UDP或者HTTP。平板上的應(yīng)用程序也可以專注于傳感器數(shù)據(jù)管理應(yīng)用邏輯本身，而不必考慮如何將設(shè)備接入?？蛇x用的平板也不再受是否有USB Host接口，是否有相應(yīng)的Library支持的 限制。由于只有應(yīng)用層的邏輯，受操作系統(tǒng)升級的影響也很小。在圖3中示出了基于該第二實施例的系統(tǒng)下，USB傳感器和平板電腦進(jìn)行通信的方式。首先將傳感器通過USB接口接入本系統(tǒng)；應(yīng)用層中的適配管理模塊將通過USB讀取傳感器數(shù)據(jù)所需的命令及其格式加載到系統(tǒng)中；然后通過數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換模塊將讀出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為與處理器設(shè)備無關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，例如字符串形式，或者XML形式；最后再通過WiFi通信模塊將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)發(fā)送至平板電腦?；谕瑯拥脑恚?dāng)平板電腦需要向USB傳感器發(fā)送命令和數(shù)據(jù)時，通信模塊通過其對應(yīng)的通信接口，將數(shù)據(jù)發(fā)送到系統(tǒng)，再通過數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為與USB傳感器相關(guān)的命令和數(shù)據(jù)，最后通過與傳感器相應(yīng)的通信模塊發(fā)送給USB傳感器。在這里需要說明的是雖然在本實施例中描述了 USB通信模塊和WiFi模塊，然而對于本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對于本領(lǐng)域已知的其他通信模塊，諸如Zigbee模塊、藍(lán)牙模塊、紅外模塊、射頻模塊等等，應(yīng)用在本系統(tǒng)中均同樣可以實施。在本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例中還可以有包含其他變體，比如，如圖4所示，不同于圖2的實施例，本系統(tǒng)的WiFi模塊之上是一個WiFi Client (WiFi客戶端)的驅(qū)動。一般而言，WiFi Client驅(qū)動所需要的資源(計算能力，存儲能力等)和實現(xiàn)的復(fù)雜度都低于WiFiAP驅(qū)動。在這種情況下，平板電腦和本系統(tǒng)都作為WiFi Client接入一個現(xiàn)有的WiFi AP。由于目前WiFi技術(shù)的普及，這樣的方式在可實現(xiàn)性和成本方面均不存在問題。如圖5中示出了基于本發(fā)明的第二實施例的變體的系統(tǒng)傳感器與平板電腦的通信圖。首先將傳感器通過USB接口接入本系統(tǒng)；應(yīng)用層中的適配管理模塊將通過USB讀取傳感器數(shù)據(jù)所需的命令及其格式加載到系統(tǒng)中；然后通過數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換模塊將讀出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為與處理器設(shè)備無關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，例如字符串形式，或者XML形式；最后再通過WiFi通信模塊接入現(xiàn)有的WiFi應(yīng)用中，然后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過wifi發(fā)送至平板電腦。本發(fā)明的第三優(yōu)選實施例提供一種基于USB接口的傳感器、基于藍(lán)牙接口的傳感器與平板電腦所開發(fā)的一個數(shù)據(jù)管理應(yīng)用技術(shù)。其中該傳感器可以諸如是家用設(shè)備數(shù)據(jù)采集傳感器、血糖儀、血壓計等傳感器，該平板電腦的操作系統(tǒng)無法支持一個傳感器的USB接口和另一個傳感器的藍(lán)牙接口。在沒有本發(fā)明時，要實現(xiàn)需求所描述的功能非常困難，需要修改平板電腦操作系統(tǒng)的內(nèi)核才可能將設(shè)備接入。工作量大，調(diào)試復(fù)雜，且進(jìn)行這樣的修改后，一般會失去平板電腦廠商的質(zhì)保，因為這樣相當(dāng)于對平板電腦進(jìn)行了 “刷機(jī)”。
為了有效地接入該USB接口的傳感器和藍(lán)牙接口的傳感器，降低應(yīng)用開發(fā)的復(fù)雜性，根據(jù)本發(fā)明，實現(xiàn)如下一個系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)中的大部分功能模塊與圖I、圖2中的基本相同，相同之處在本實施例中將不在贅述，其主要的不同是系統(tǒng)底層有三個通信模塊，分別是USB通信模塊、藍(lán)牙通信模塊和WiFi通信模塊。其中USB通信模塊在USB Host驅(qū)動程序的配合下，可以與插入的傳感器的USB接口(作為USB Client)建立USB會話，USB標(biāo)識、通道適配模塊與上層的TCP/IP層交互，將相應(yīng)的傳感器USB設(shè)備綁定為一個可以通過IP地址進(jìn)行訪問的通信對端。藍(lán)牙通信模塊在藍(lán)牙驅(qū)動程序的配合下，可以與準(zhǔn)備接入的傳感器的藍(lán)牙接口建立藍(lán)牙會話，藍(lán)牙標(biāo)識、通道適配模塊與上層的TCP/IP層交互，將相應(yīng)的傳感器設(shè)備綁定為一個可以通過IP地址進(jìn)行訪問的通信對端。WiFi通信模塊，在相應(yīng)的驅(qū)動程序作用下，工作在AP模式，也就是說其他WiFi Client端可以接入。應(yīng)用層中的設(shè)備管理模塊對外提供對此設(shè)備進(jìn)行配置管理的接口，可以為用戶提供基于Web Page的管理界面，也可以提供基于網(wǎng)絡(luò)通信的配置界面?？梢酝ㄟ^這個模塊進(jìn)行系統(tǒng)級的管理與配置，比如配置傳感器對應(yīng)的IP地址，配置無線訪問的密碼等。適配管理模塊將通過USB或藍(lán)牙技術(shù)讀取傳感器數(shù)據(jù)所需的命令及其格式加載到系統(tǒng)中，可以 是一些配置項，也可以是一段可以運行的代碼，與傳感器設(shè)備相關(guān)；讀出的二進(jìn)制數(shù)據(jù)也與傳感器設(shè)備相關(guān)，通過數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)換成為與處理器設(shè)備無關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，比如字符串形式，或者XML形式。基于同樣的原理，當(dāng)處理器設(shè)備需要向傳感器發(fā)送命令和數(shù)據(jù)時，通信模塊通過其對應(yīng)的通信接口，將數(shù)據(jù)發(fā)送到系統(tǒng)，適配管理模塊同樣進(jìn)行命令和格式加載操作，進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。WiFi網(wǎng)卡已經(jīng)成了平板電腦的標(biāo)配，所以平板電腦可以利用WiFi，通過本系統(tǒng)很容易地訪問USB接口的傳感器，實現(xiàn)了這種傳感器的接入，通信協(xié)議可以采用TCP，UDP或者HTTP。平板上的應(yīng)用程序也可以專注于傳感器數(shù)據(jù)管理應(yīng)用邏輯本身；而不必考慮如何將設(shè)備接入。可選用的平板電腦也不再受是否有USB Host接口以及藍(lán)牙接口，是否有相應(yīng)的Library支持的限制；由于只有應(yīng)用層的邏輯，也基本不受操作系統(tǒng)升級的影響。本發(fā)明的第四優(yōu)選實施例如圖6所示，其中該系統(tǒng)中的大部分功能模塊與圖I、圖2中的基本相同，相同之處在本實施例中將不在贅述，其主要的不同是，在應(yīng)用層中還優(yōu)選的包括下述模塊名址映射管理模塊，其提供系統(tǒng)級的標(biāo)識、命名和尋址的管理機(jī)制；數(shù)據(jù)加密解密模塊，其對所傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，防止竊取或篡改；會話管理模塊對于應(yīng)用中有會話(Session)需求的提供相應(yīng)的支持；任務(wù)調(diào)度模塊負(fù)責(zé)處理系統(tǒng)中優(yōu)先級不同的任務(wù)。應(yīng)用管理模塊則維護(hù)訪問此系統(tǒng)的應(yīng)用的相關(guān)信息，以便更好地對應(yīng)用進(jìn)行支持；比如應(yīng)用訪問傳感器的頻率、數(shù)據(jù)量、優(yōu)先級、安全需求等。在這里還需說明的是，系統(tǒng)中定義的層次和模塊是示意性的。其實現(xiàn)方式也有不同形式，例如，可以基于單片機(jī)(MCU)進(jìn)行實現(xiàn)，也可以基于可以運行操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)，以及基于通用CPU的平臺實現(xiàn)。在實現(xiàn)中，也可以根據(jù)具體的需求和應(yīng)用場景，對不同的模塊進(jìn)行裁剪和組合。同時，在上述描述中雖然采用四個具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，然而對于本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在四個具體實施例之間不存在矛盾的情況下，四個具體實施例之間的模塊功能、特征可進(jìn)行相互組合、替換，例如第二實施例的變體也可以用于第三實施例；或者第四實施例中應(yīng)用層優(yōu)選的模塊也可以用在前述的所有實施例中。
最后應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以描述本發(fā)明的技術(shù)方案而不是對本技術(shù)方法進(jìn)行限制，本發(fā)明在應(yīng)用上可以延伸為其他的修改、變化、應(yīng)用和實施例，并且因此認(rèn)為所 有這樣的修改、變化、應(yīng)用、實施例都在本發(fā)明的精神和教導(dǎo)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種提高傳感器可接入性的系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有一個或者多個通信模塊，每個模塊有相應(yīng)的驅(qū)動模塊，其特征在于，在各個模塊之上布置統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層的協(xié)議棧，該系統(tǒng)的獨立于該多個通信模塊的應(yīng)用層包括 輸入輸出模塊，其為所述系統(tǒng)提供輸入輸出和/或適配； 設(shè)備管理模塊，其提供系統(tǒng)級的管理接口，以用于管理節(jié)點通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行系統(tǒng)級管理； 數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換模塊，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換；以及 適配管理模塊，用于統(tǒng)一管理多個通信模塊及其相應(yīng)的適配。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，驅(qū)動模塊提供上層可訪問通信模塊的軟件接口，優(yōu)選地包括名址映射適配模塊和設(shè)備管理適配模塊，以對協(xié)議相關(guān)的機(jī)制和操作進(jìn)行適配。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述通信模塊包括USB通信模塊，其中USB通信模塊用于在USB Host驅(qū)動程序的配合下與插入的傳感器USB接口建立USB會話，USB標(biāo)識、通道適配模塊與上層的TCP/IP層交互，將相應(yīng)的傳感器USB設(shè)備綁定為可通過IP地址進(jìn)行訪問的通信對端。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，輸入輸出模塊中，輸出的方式采用顯示屏、指示燈和聲音的一種或者幾種，輸入方式采用按鍵、鍵盤、語音和視頻的一種或者幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述通信模塊包括WiFi通信模塊，其中所述WiFi通信模塊用于在AP模式驅(qū)動下接入其他WiFi設(shè)備；所述適配管理模塊還用于通過USB、藍(lán)牙或者WiFi讀取傳感器數(shù)據(jù)所需的命令及其格式加載。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述通信模塊包括WiFi通信模塊，其中所述WiFi通信模塊用于在WiFi Client驅(qū)動下接入其他WiFi設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述設(shè)備管理模塊還用于對外提供對設(shè)備配置管理的接口，為用戶提供基于Web Page的管理界面和基于網(wǎng)絡(luò)通信的配置界面。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中，其中所述多個通信模塊為藍(lán)牙模塊、USB模塊、WiFi模塊和Zigbee模塊的兩個、三個或者四個。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的系統(tǒng)，其中，該系統(tǒng)還包括電源適配模塊，該電源適配模塊具有供電/充電接口，該供電/充電接口提供多種形狀的接頭，可自動/手動地調(diào)整輸出電壓及正負(fù)極；該電源適配模塊還提供充電電池的槽位。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的系統(tǒng)，其中，應(yīng)用層中還包括 名址映射管理模塊，用于提供系統(tǒng)級的標(biāo)識、命名和尋址的管理機(jī)制； 數(shù)據(jù)加密解密模塊，用于對所傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，防止竊取或篡改； 會話管理模塊，用于對應(yīng)用中有會話需求的提供相應(yīng)的支持； 任務(wù)調(diào)度模塊，用于處理系統(tǒng)中優(yōu)先級不同的任務(wù)； 應(yīng)用管理模塊，用于維護(hù)訪問所述系統(tǒng)的應(yīng)用的相關(guān)信息。
11.一種提高傳感器可接入性的方法，該方法采用權(quán)利要求1-10中任意一項所述的提高傳感器可進(jìn)入性的系統(tǒng)，與處理器設(shè)備進(jìn)行通信，該方法包括 步驟1，將傳感器通過對應(yīng)的通信接口接入所述系統(tǒng)； 步驟2，應(yīng)用層中的適配管理模塊將通過對應(yīng)的通信模塊讀取傳感器數(shù)據(jù)所需的命令及其格式，并加載到系統(tǒng)中； 步驟3，通過數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換模塊將讀出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為與處理器設(shè)備無關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)； 步驟4，通過對應(yīng)于處理器設(shè)備所具有的通信模塊，將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)發(fā)送至處理器設(shè)備；當(dāng)處理器設(shè)備向傳感器發(fā)送命令和數(shù)據(jù)時，通過數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為與傳感器設(shè)備相關(guān)的命令和數(shù)據(jù)，再通過相應(yīng)的通信模塊發(fā)送給傳感器。
12.根據(jù)權(quán)利要求要求11所述的方法，其中，所述處理器設(shè)備為平板電腦、IPAD和便攜終端中的一個。
13.根據(jù)權(quán)利要求要求11所述的方法，其中，該傳感器是家用設(shè)備數(shù)據(jù)采集傳感器、血糖儀、血壓計傳感器和其它家用醫(yī)療設(shè)備中的一個。
全文摘要
本發(fā)明提供一種提高傳感器可接入性的系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有一個或者多個通信模塊，每個模塊有相應(yīng)的驅(qū)動模塊，在各個模塊之上布置統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層的協(xié)議棧，該系統(tǒng)的獨立于該多個通信模塊的應(yīng)用層包括輸入輸出模塊，其為所述系統(tǒng)提供輸入輸出和/或適配；設(shè)備管理模塊，其提供系統(tǒng)級的管理接口，以用于管理節(jié)點通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行系統(tǒng)級管理；數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換模塊，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換；以及適配管理模塊，用于統(tǒng)一管理多個通信模塊及其相應(yīng)的適配。
文檔編號H04L12/28GK102647317SQ20121008439
公開日2012年8月22日 申請日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者裴丹, 趙邑新 申請人:北京山海樹科技有限公司